CN204658194U - 一种清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种清洗装置，用于清洗研磨垫修整器的研磨盘。该清洗装置主要由基座、毛刷和喷嘴组成，毛刷固定设置在该基座上，底板上设置有多个喷嘴，在清洗过程中，不仅能够持续喷水清洗，还利用毛刷的刷毛对研磨垫修整器的研磨盘进行全角度彻底清洁，能够有效清除研磨盘表面结晶及残余的研磨液，从而在边研磨边作动研磨垫修整器的过程中，降低晶圆划伤的比率，提高产品良率。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种清洗装置。
背景技术
化学机械研磨工艺(CMP)是通过研磨液(Slurry)和研磨垫(Pad)与晶圆(Wafer)表面材料的化学反应及机械力的作用，将晶圆表面磨平，从而实现平坦化以满足半导体芯片设计的技术要求。
其中，研磨垫(Pad)在研磨一段时间后，会有一些研磨颗粒和膜研磨下来的残留物在研磨垫表面的沟槽内沉积，这些颗粒和残留物会影响研磨液在研磨垫上的分布，进而影响研磨的均匀性。这时，业界便研究出研磨垫修整器(Pad Conditioner)对研磨垫的研磨表面进行修整，恢复沟槽并清理研磨颗粒及残留物。
研磨垫修整器(Pad Conditioner)主要由机械臂和研磨盘构成，目前主流的研磨垫修整器采用in-situ模式，即边研磨边作动研磨垫修整器，该模式能够及时有效地清理调节研磨垫，使研磨垫的研磨表面处于较好的状态。但这同时也引发了另外一个问题：研磨过程中不断用到研磨液，边研磨边作动研磨垫修整器使得研磨垫修整器的研磨盘上粘附到很多研磨液，随着使用时间的增长，这些粘附的研磨液如果没有及时去除，就会形成结晶，导致在后面的研磨过程中结晶划伤晶圆表面，影响晶圆的产品良率。
因此需要进行研磨垫修整器(Pad Conditioner)的清洗，而现有的研磨垫修整器的清洗设计仅仅使用一个扇形的喷嘴向研磨盘喷水，保持研磨盘表面湿润防止结晶的产生；或者将清洗设备集成于研磨垫修整器的头部结构上，通过喷水对研磨盘进行简单清洗。但是基于不同研磨液的特性和研磨垫修整器制程过程中时间的延长，仅仅保湿和简单喷水清洗不能有效地防止研磨盘上结晶的产生。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的局限性，开创性地提供一种清洗装置，用于清洗研磨垫修整器(Pad Conditioner)的研磨盘，该清洗装置能够有效清除研磨垫修整器的研磨盘表面的研磨液及结晶，从而在边研磨边作动研磨垫修整器(Pad Conditioner)的过程中降低晶圆划伤的比率，提高产品良率。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：
提供一种清洗装置，用于清洗研磨垫修整器，该清洗装置主要包括：
毛刷，包括具有上表面及相对于该上表面的下表面的底板，以及固定在所述底板上表面上的刷毛；
基座，所述毛刷固定设置在该基座上；
其中，所述底板上还设有多个喷嘴，所述研磨垫修整器驱动所述研磨盘转动并下压至与所述刷毛接触，以利用所述刷毛以及所述多个喷嘴喷射的清洗液对所述研磨盘进行清洗工艺。
优选的，上述清洗装置还包括螺丝，该螺丝贯穿所述底板并嵌入所述基座中，以将所述毛刷固定在所述基座上。
优选的，上述清洗装置中，所述刷毛分布在所述底板上的区域的长度大于或等于所述研磨盘的直径，以在清洗过程中对所述研磨盘进行全面的刷洗。
优选的，上述清洗装置中，所述多个喷嘴从所述底板的下表面贯穿至所述底板的上表面，优选的该多个喷嘴均匀地分布在所述底板上；且该多个喷嘴高出所述底板上表面的高度低于所述刷毛的高度。
优选的，上述清洗装置还包括一上端开口的护罩，套设在所述基座的侧壁上，所述护罩与所述基座构成的桶形结构即为所述清洗装置的清洗空间。
优选的，上述清洗装置中，所述研磨垫修整器还包括：气缸，包括有气缸连杆，所述研磨盘的中心与该气缸连杆连接；机械臂，所述气缸固定设置在该机械臂的一端；所述气缸通过气缸连杆控制所述研磨盘的旋转以及升降。其中，所述气缸连杆通过驱动装置与所述研磨盘连接，以驱动该研磨盘旋转；在所述气缸连杆驱动所述研磨盘转动的同时，能够带动该研磨盘进行升降操作或将该研磨盘固定在特定的位置处。
上述清洗装置的工作原理为：当研磨垫修整器完成对研磨垫的修整后，所述研磨垫修整器通过机械臂带动所述研磨盘至所述清洗装置的正上方，由所述气缸控制所述研磨盘旋转并将所述研磨盘降压至与所述刷毛接触，且不与所述多个喷嘴接触；与此同时开启所述清洗装置的驱动设备，使所述喷嘴向研磨盘喷射清洗液，并且所述刷毛随着研磨盘的旋转对研磨盘来回刷洗，以有效去除研磨盘上的研磨液及结晶。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：本实用新型提供的用于清洗研磨垫修整器(Pad Conditioner)的清洗装置，不仅能够持续喷水清洗，还利用刷毛对研磨盘进行全角度彻底清洁，能够有效清除研磨盘表面的研磨液及结晶，从而在边研磨边作动研磨垫修整器的过程中降低晶圆划伤的比率，提高产品良率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。需要注意的是，附图中并未按照比例绘制相关部件，重点在于示出本实用新型的主旨。
图1是本实用新型的一种清洗装置的剖视图；
图2是本实用新型的一种清洗装置的俯视图；
图3是本实用新型的一种清洗装置在清洗过程中的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的说明，但是不作为本实用新型的限定。
如图1剖视图和图2俯视图所示，本实用新型提供的一种清洗装置，用于清洗研磨垫修整器(Pad Conditioner)，该清洗装置的主要构成部件包括：
基座1，其尺寸大于待清洗的研磨垫修整器的研磨盘尺寸；
作为一个优选的实施例，因现有主流研磨垫修整器的研磨盘多为圆形，为匹配设计，将基座1设置为圆形。
该基座1中设置有连接驱动设备的接口(图中未示出)，以在使用时通过接口连接驱动设备驱动本申请的清洗装置运作；
在本申请另一优选实施例中，驱动设备也可设置在基座1内部，只要其能带动本申请的清洗装置正常运作即可。
作为一个优选的实施例，基座1的上表面还可以开设若干排水孔(图中未示出)，以及时地将清洗工艺中清洗完研磨盘的清洗液排出；该出水孔通过管道连接至废液池或专门的容器中。
上述清洗装置的主要构成部件还包括：
毛刷，由底板2和安装在底板2上的刷毛3组成，通过螺丝将毛刷的底板2固定在基座1上；
其中，底板2可为方形、圆形或其他形状，只要其能固定安装在基座1上即可；图1中以方形的底盘2为例进行说明；
进一步的，刷毛3均匀密集地分布在底板2的中间区域，具体的，刷毛3在底板2上的分布区域的长度大于或等于研磨盘的直径，以对研磨盘实现全方位清洗。
作为一个优选的实施例，刷毛3的材质硬度要保证其能彻底清除研磨盘表面的结晶而又不至于刮伤研磨盘。
喷嘴4，通过在毛刷的底板2上开设若干槽孔形成；同时，喷嘴4通过输水管连接至输水设备(图中未示出)，该输水设备可以设置在基座1中，以保证在清洗过程中提供清洗液给喷嘴4。
作为一个优选的实施例，清洗液的选择可根据研磨盘上残留的研磨液及其结晶的性质作适应性调整，如可以选择去离子水，或者清水等，本技术方案对此不作限制。
作为一个优选的实施例，上述清洗装置还包括一上端开口的圆筒形护罩5，固定在基座1上，以防止在清洗研磨盘的过程中水溅到其他地方。
在本实用新型的另一优选实施例中，上述设置在基座1上的排水孔(图中未示出)还可以设置在护罩5的侧壁(图中未示出)，只要其能保证及时地将清洗工艺中清洗完研磨盘的清洗液排出即可。
当利用上述清洗装置对研磨垫修整器(Pad Conditioner)进行清洗工艺时,如图3所示：研磨垫修整器(Pad Conditioner)包括有气缸101，固定设置在机械臂100的一端，通过气缸连杆102控制研磨盘200的旋转以及升降；其中，研磨盘200的中心与气缸连杆102连接，以使气缸连杆102在气缸101的控制下带动研磨盘200旋转、上升或下降。
在具体的清洗工艺中，当研磨垫修整器(Pad Conditioner)完成对研磨垫的修整后，通过机械臂100带动研磨盘200至清洗装置的正上方，以使得后续刷毛3能对旋转中的研磨盘200实现全面的刷洗。
接着，由气缸101通过气缸连杆102控制研磨盘200旋转，并将研磨盘200降压至与刷毛3接触，且不与喷嘴4接触。因为在具体的修整工艺中研磨盘200上残留的研磨液及其结晶的性质并不完全相同，因此此处可以根据实际情况，选用合适的清洗液对研磨盘200进行清洗，并且相应地控制研磨盘200的旋转速度和下压的程度，使得研磨盘200与刷毛3有不同程度的接触。
其中，由气缸101控制的研磨盘200的转动操作以及升降操作是两个互相独立的操作，也即气缸101可以通过气缸连杆102在驱动研磨盘200旋转的同时进行升降操作，或将研磨盘200固定在特定的位置处进行旋转，或单独进行升降操作，具体的组合操作根据实际需要进行调整。
进一步的，开启清洗装置的驱动设备，使位于毛刷的底板2上的喷嘴4向研磨盘200喷射清洗液，并且刷毛3随着研磨盘200的运动旋转对研磨盘200来回刷洗，以有效去除研磨盘200上的研磨液及结晶。
综上所述，本实用新型公开了一种清洗装置，用于清洗研磨垫修整器(Pad Conditioner)，该清洗装置不仅能够持续喷水清洗，还利用刷毛对研磨盘进行全角度彻底清洁，能够有效清除研磨盘表面的研磨液及结晶，从而在边研磨边作动研磨垫修整器(Pad Conditioner)的过程中降低晶圆划伤的比率，提高产品良率。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现各种变化例，这样的变化例并不影响本实用新型的实质内容，在此不予赘述。
以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (9)
1.一种清洗装置，其特征在于，应用于清洗研磨垫修整器的研磨盘，所述清洗装置包括：
毛刷，包括具有上表面及相对于该上表面的下表面的底板，以及固定在所述底板上表面上的刷毛；
基座，所述毛刷固定设置在该基座上；
其中，所述底板上还设置有多个喷嘴，所述研磨垫修整器驱动所述研磨盘旋转并下压该研磨盘与所述刷毛接触，以利用所述刷毛以及所述多个喷嘴喷射的清洗液对所述研磨盘进行清洗工艺。
2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，还包括：
螺丝，贯穿所述底板并嵌入所述基座中，以将所述毛刷固定在所述基座上。
3.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述刷毛分布在所述底板上的区域的长度大于或等于所述研磨盘的直径。
4.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述多个喷嘴从所述底板的下表面贯穿至所述底板的上表面，以向所述研磨盘喷射清洗液。
5.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，还包括：
护罩，套设在所述基座的侧壁上，以与该基座共同构成一上端开口的桶形结构，且所述毛刷位于该桶形结构的腔室内。
6.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述研磨垫修整器还包括：
机械臂，所述研磨盘设置在该机械臂的一端部，以将该研磨盘转移至所述毛刷的正上方。
7.根据权利要求6所述的清洗装置，其特征在于，所述研磨垫修整器还包括：
气缸，所述机械臂通过该气缸与所述研磨盘连接；
其中，所述气缸带动所述研磨盘进行升降操作，以使得所述研磨盘的下表面与所述刷毛接触或远离。
8.根据权利要求7所述的清洗装置，其特征在于，所述气缸包括：
气缸连杆，所述气缸通过该气缸连杆与所述研磨盘连接，以带动所述研磨盘进行升降操作。
9.根据权利要求8所述的清洗装置，其特征在于，所述研磨垫修整器还包括：
驱动装置，通过所述气缸连杆与所述研磨盘连接，以驱动该研磨盘旋转；
其中，所述气缸连杆在驱动所述研磨盘转动的同时，能够带动该研磨盘进行升降操作或将该研磨盘固定在特定的位置处。
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